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當變壓器在穩定的運行溫度下運行一段時(shí)間後達到(dào)配水平衡時,絕緣紙中的含水量可(kě)由油中含水量的測量值和油紙的水(shuǐ)平(píng)衡特性曲線來評定。這是一種間接評定固體絕緣含水量的方法。它的優點是不(bú)需要設備停電或任何(hé)額外的試驗操作就可以進行評價,但它的製備主要取決於平衡態的確定。
我們在應用平衡特性曲線時應該小心。首先要(yào)了解影響油紙水分平衡的諸多因(yīn)素。
(1)變壓器(qì)運行(háng)溫度的影響(xiǎng)。這是影響油紙水分平衡的關鍵,即使環境溫度和晝夜周期性負荷波動都可能產生影響(xiǎng),因此保持變壓器運行溫度的穩定對建立油紙(zhǐ)水分平衡至關(guān)重要。
(2)達到平衡需要很長時(shí)間(jiān),有的甚至要幾個月。但(dàn)隨著時間(jiān)的延長,油(yóu)紙含(hán)水量的相對變化越來(lái)越(yuè)小。
(3)變壓器的密封(fēng)狀(zhuàng)況和(hé)固體絕緣(yuán)老化產生(shēng)的水分的影響(xiǎng)。其實沒有(yǒu)不受濕氣入侵的密封設(shè)備,濕氣入侵對天平的影響不言而喻。從老化的角度來看,變(biàn)壓器(qì)在運行初期會因老化而產生水,但不同運行時期(qī)產生水的分解速度不(bú)同。
(4)變壓器(qì)運行時比(bǐ)停(tíng)止時更快(kuài)達到平(píng)衡狀態,因為熱力和強迫油(yóu)循環可以加速平衡,而停(tíng)止(zhǐ)時溫度更低,油紙水分平衡更難(nán)建立。
(5)新(xīn)裝變壓器的油紙水分容易建(jiàn)立平衡(héng),因為新設備的油紙處於比較幹燥的(de)狀態。與輸電變壓器相比,油(yóu)中含水量隨季節變(biàn)化明顯,容(róng)易達到平衡狀態,因為發電機變壓器的負荷和溫(wēn)度相對穩定。
此外,在應用平衡特性曲線時(shí),我們還應該注(zhù)意:
(1)取(qǔ)油樣分析油中含水量時(shí),須記錄(lù)取樣時變(biàn)壓器的運行溫度,並在此溫度下及(jí)時分析油中含水(shuǐ)量,否則應用平衡曲線會造成較大誤差。
(2)當(dāng)變壓器處於低溫(30℃以(yǐ)下)時,應(yīng)用平衡特性曲線誤差較大。這是因為當(dāng)溫度過低時,不容易達到油紙水分的(de)平衡。因此,一般在變壓(yā)器油溫較高時,應取油樣分析(xī)油中的含水量。
(3)油(yóu)紙的水平衡有一個漫長的過程,紙中的含水量不可能在溫度變化時立即發生變化。因此,不能簡單地根據測得的(de)油中含(hán)水量,用平衡曲(qǔ)線得出紙(zhǐ)中的(de)含水量(liàng)。這裏舉(jǔ)一個應(yīng)用錯誤的例子:一台變壓器的油重為40t,80℃時油中實測含水量為40uL/L時紙重約為5.8t,根據平衡曲線發現紙中含水量為1.5%。當溫度降低到20℃時(shí),油中的水含量降低(dī)到10uL/L,然後從油中釋放出30uL/L的水。即使紙張吸收了所(suǒ)有的水分,紙張中的含(hán)水量也隻有1.5%。但(dàn)根(gēn)據平衡曲線,20℃時油中(zhōng)含水量為10uL/L時(shí),紙中含水量(liàng)應該是4%,這顯(xiǎn)然是不可能的。原因是無論是在80℃時還是溫(wēn)度降至20℃時,油紙(zhǐ)的含水量都沒有達到平(píng)衡,導致了兩條應用曲(qǔ)線。
在不能確(què)定是否真的達到平衡狀態時,可以用油紙水平衡特性曲線(xiàn)來估算變壓(yā)器運(yùn)行溫度變化時油中含水量變化的可能範圍,然後再用固體絕緣的含水量。例如,30℃時,油(yóu)中的實(shí)際含水量為7uL/L。假設(shè)油紙的含水量處於(yú)平衡狀態,根(gēn)據平衡特性曲線,紙的(de)含水量應為(wéi)2.5%。當溫度上升到60℃時,紙中的水分要析出,降到2.5%以下。即使紙中的(de)水含量在沉澱前(qián)仍(réng)然是(shì)2.5%,油中的Z大水含量也應該是30ul/L..因此,當紙中的含水(shuǐ)量為2.5%時,在30-60℃的溫度下,油中的含水量應在7-30ul/L之間變化(huà)。因此,可以通過反複測(cè)量(liàng)不同溫度下油(yóu)中含水(shuǐ)量的變化區間來估算紙中含水量,進(jìn)而推斷出在某一溫度下滿足(zú)文中含水量的油中含水量正常值,從而監測變壓器運行時(shí)油中是否被水分汙染(rǎn)。
平衡特性(xìng)曲線的另一個(gè)重要應用是(shì)預測變壓器退出運行時油中形成懸浮水的可能性。比如70℃時油中的含水量(liàng)為10uL/L,紙中(zhōng)的含水量達到平衡時要達(dá)到1%。當變壓器在20℃的環境溫度下停止(zhǐ)運行時,紙中(zhōng)的水(shuǐ)分(fèn)不會立即發生變化,會在相當一(yī)段時間內保持在1%的水(shuǐ)平。理論(lùn)上,當達到平衡(héng)時,油(yóu)中(zhōng)的含水量在20℃時會變化1uL/L,但不會立即變化,10uL/L的含水(shuǐ)量也可能在油中停留一(yī)段時間。因為20℃時油的溶解度極限是50uL/L,所以(yǐ)不存在過飽和(hé)的危險。但是,如(rú)果在70℃時油(yóu)中的含(hán)水量為25uL/L,變壓器將在冬(dōng)季0℃時停(tíng)止運行。因為油在0℃時的溶解(jiě)度限是20UL/L,如果(guǒ)多餘的水沒有進入(rù)紙張,就可(kě)能(néng)形成過飽和,出現懸浮水。水是(shì)一種強極性物質。變壓(yā)器重新運行後,懸(xuán)浮的水滴會移動到場強較高的區域,造成潛在的危險。